铝合金双辊铸轧轧辊横向冷却强度分布

运用ANSYS有限元软件对轧辊内部结构的冷却效率及导热能力进行有限元模拟,研究冷却水温度、流速及铝熔体对轧辊温度场和导热能力的影响。结果表明:在铸轧过程中,铝熔体在铸轧区内与轧辊接触,此处轧辊最高温度为520℃,随着冷却水作用及轧辊转动,铝熔体凝固离开铸轧区,轧辊温度逐渐降低至40℃,随后轧辊继续转动至进入铸轧区,循环往复。冷却水温度的降低无法明显改善轧辊温度场。冷却水流速的提高可以降低辊芯内冷却水通道温度场。铸嘴出口处铝熔体温度可明显提高轧辊温度场和辊缝中心处铝熔体轧制温度,但并未影响铝熔体通过轧辊冷却后辊缝出口处温度分布。

双辊铸轧1100铝合金铸嘴结构的优化设计

采用ANSYS FLUENT对双辊铸轧1100铝合金Hunter式铸嘴进行有限元模拟,研究铸嘴型腔结构对铝熔体流热场的影响,并对铸嘴结构进行改进边部挡块、增加主分流块尺寸以及增加圆角的模拟优化设计及实验验证。结果表明:在660~700℃内,铝熔体黏度η与温度T的数学关系式为η=4.7892×10^(-3)exp(3959.4208/T)。优化前铸嘴型腔内铝熔体流速、温度分布不均匀,且分流块间隙存在低温涡流区。采取四分之一椭圆边部挡块代替原有三角边部挡块,主分流块尺寸由140 mm增加至160 mm以及主分流块采取15°圆角,可使铸嘴型腔出口处铝熔体速度和温度波动范围显著缩小,提高铸嘴型腔出口处铝熔体流热场的均匀性。实验验证了铸嘴结构优化设计的可行性。